[发明专利]一种基于分层嵌套算法的净循环冷却水系统综合优化方法

摘要

本发明公开了一种基于分层嵌套算法的净循环冷却水系统综合优化方法，包括：S1、对净循环冷却水系统中的设备进行机理建模，并在此基础上确定净循环冷却水系统综合优化的决策变量和工艺约束条件；S2、根据净循环冷却水系统工艺流程确定管网系统的超结构，根据所得超结构以及决策变量和工艺约束条件建立净循环冷却水系统的混合整数非线性规划模型，将混合整数非线性规划模型视为一内层的非线性规划模型和一外层的组合优化模型的结合；S3、对外层的混合整数非线性规划模型使用禁忌搜索算法来处理选择变量的优化，产生满足选择变量约束的可行性选择变量，在固定可行性选择变量后，利用可行性选择变量的信息对内层的非线性规划模型进行优化求解。

主权项

1.一种基于分层嵌套算法的净循环冷却水系统综合优化方法，其特征在于，包括步骤：S1、对净循环冷却水系统中的设备进行机理建模，并在此基础上确定净循环冷却水系统综合优化的决策变量和工艺约束条件；S2、根据净循环冷却水系统工艺流程确定管网系统的超结构，根据所得超结构以及决策变量和工艺约束条件建立净循环冷却水系统的混合整数非线性规划模型，将所述混合整数非线性规划模型视为一个内层的非线性规划模型和一个外层的组合优化模型的结合；水泵机组由定速泵和变频泵组合而成，假设由n种定速泵和m种变频泵，那么定速泵与变频泵的组合方式就有n×m种情况；假设板式换热器的传热板片有i种类型，板式换热器的传热板片组合有i种情况；冷却塔的优化主要从填料类型以及变频风机选型两方面考虑，现在假设填料类型有j种类型，变频风机有k种类型，冷却塔的组合形式就有j×k种；净循环冷却水系统的超结构包含了水泵机组、板式换热器、冷却塔的所有可能被选择的设备组合形式；S3、对外层的混合整数非线性规划模型使用禁忌搜索算法来处理选择变量的优化，产生满足选择变量约束的可行性选择变量，在固定所述可行性选择变量后，利用所述可行性选择变量的信息对内层的非线性规划模型进行优化求解；步骤S3中对外层的混合整数非线性规划模型使用禁忌搜索算法来处理选择变量的优化，产生满足选择变量约束的可行性选择变量包括步骤：Step1：初始化控制参数，选取当前点x0，初始禁忌表TL1为空；Step2：产生当前点x0的一个满足选择约束的邻域点集，并把所述邻域点集中的第一个点x作为当前的候选解；Step3：判断当前的候选解是否满足特赦准则，如满足，则把这个点保留在所述邻域点集中，否则转step5；Step4：判断当前候选解是否满足禁忌准则，如满足，转step5，否则把这个点保留在所述邻域点集中；Step5：判断所述邻域点集中的点是否被评估完，如果是，转Step6，否则选取所述邻域点集中的下一个点为新的当前候选解并转Step2；Step6：判断产生的新邻域点集是否为空，如果是，则转Step2，否则转Step7；Step7：对所述新邻域点集中的每一个点进行自适应模型转换，得到非线性最优化问题，依次进行包括种群初始化、变异、交叉、迁移及选择操作，通过改进的微分进化算法求解；Step8：根据微分进化算法求解的结果选取所述新邻域点集中的最优点作为当前解，并更新最优解和禁忌表；Step9：判断终止准则是否满足，如满足，则终止整个程序并输出已知的最优解，否则转Step2。